AS DROSÓFILAS VOAM DE MENDEL À DARWIN

Objetivos:

Mostrar como a História da Ciência ajuda a entender a evolução científica

Introdução: 

Em uma de suas canções, Raul Seixas anunciou, desafiador: "Eu sou a mosca que pousou em sua sopa / Eu sou a mosca que pintou pra lhe abusar". Provavelmente o roqueiro se definia como uma grande e irritante mosca-doméstica, dessas que fazem a ponte aérea entre o monturo mais próximo e nossas casas e tanto preocupam os serviços de vigilância sanitária. Mas, se ele fosse uma pequenina e inofensiva mosca-das-frutas e a sopa estivesse diante de um biólogo, o profeta da Sociedade Alternativa seria muito bem recebido.

Leitura da reportagem de VEJA http://veja.abril.com.br/090305/p_068.html:

A reportagem de VEJA informa que as drosófilas, ou moscas-das-frutas, revelaram-se cobaias das mais úteis para a pesquisa científica. Explore o texto e mostre à moçada como esses insetos contribuíram para aproximar as concepções darwinistas de seleção natural das espécies e as teses da genética moderna, cuja fusão constitui o fundamento do evolucionismo contemporâneo. 

Lembre aos alunos que as moscas-das-frutas e as moscas-domésticas não pertencem à mesma espécie, nem à mesma família. Ambas são insetos da ordem diptera, termo que significa "duas asas". Isso pode render atividades e discussões interessantes sobre a classificação dos seres vivos em reinos, filos, classes, ordens, famílias, gêneros e espécies. 

Reportagem: 

A ciência acertou na mosca

Minúscula e inofensiva, a drosófila está prestes a completar um século de grandes serviços prestados à pesquisa genética. As homenagens já começaram...

Thereza Venturoli

No dia-a-dia, ela não faz mais do que pairar sobre a fruteira da cozinha. Nem perigo oferece: ela não devora as lavouras com a voracidade dos gafanhotos, não ataca em enxames com a ferocidade das abelhas e não propaga epidemias com a promiscuidade dos mosquitos. Mas essa insignificante existência de inseto transforma-se em saga quando a mosquinha-das-frutas é fechada em vidros de cultura nos laboratórios de biologia e assume sua identidade científica: Drosophila melanogaster. A partir de então, ela passa a ser uma poderosa aliada da comunidade científica nas pesquisas sobre como os genes são transmitidos de uma geração a outra. Elas ajudam assim a entender a formação, o desenvolvimento e a evolução dos seres vivos. Como uma única célula se desdobra em bilhões de outras? Como o organismo já nasce propenso a determinadas doenças e como evitar o aparecimento delas? Há quase um século, a drosófila ajuda os cientistas a obter respostas a essas perguntas. "A biologia baseada na drosófila continuará ainda por muitos anos a ter impacto direto em nosso entendimento da saúde humana", escreveu Kathleen Matthews, pesquisadora da Universidade de Indiana, em artigo de capa da semana passada da revista Nature Reviews. O artigo abriu a temporada de homenagens ao centenário da entrada em ação nos laboratórios da minúscula heroína da ciência.

A drosófila é a sucessora direta das decantadas ervilhas que Gregor Mendel estudou na segunda metade do século XIX para estabelecer a idéia básica da genética moderna: a de que as características de cada indivíduo são transmitidas de pais para filhos por "fatores", como os batizou – os atuais genes. Mas o monge austríaco morreu, em 1884, convencido de que suas leis de hereditariedade serviam apenas para a plantação no fundo do quintal. Foi graças ao estudo das drosófilas que, em 1910, o embriologista americano Thomas Morgan, da Universidade Colúmbia, percebeu que o surgimento de mutantes ao longo dos cruzamentos obedecia aos cálculos estatísticos de Mendel. Morgan descobriu, assim, que as conclusões originais do pai da genética obtidas com ervilhas valiam para todos os seres vivos. Mais tarde, ainda trabalhando com drosófilas, Morgan confirmou a suspeita de que os genes se localizam em cromossomos, em uma pesquisa que lhe rendeu o Prêmio Nobel. A partir desses trabalhos pioneiros, a fama das conquistas da mosca entre os cientistas cresceu . Calcula-se que, em um século de dinastia, as drosófilas tenham dado motivos – e bons motivos – para que se escrevessem mais de 100.000 artigos científicos.

Ao lado dos macacos rhesus e dos camundongos, as mosquinhas-das-frutas fazem parte de uma galeria de animais benfeitores das ciências biológicas. Roedores e primatas estão muito mais próximos do homem na escala zoológica, mas a mosquinha contabiliza inúmeras vantagens como organismo-modelo em experimentos genéticos. É bem mais fácil conservar 3 000 drosófilas de 3 milímetros de comprimento num frasco do que manter numa jaula um único macaco de mais de meio metro. E é infinitamente mais barato alimentar uma colônia de drosófilas com as leveduras que surgem sobre um naco de banana madura do que manter a boa nutrição de um primata de 8 ou 10 quilos.

Do ponto de vista da pesquisa genética, as drosófilas também rendem mais. Elas são tão férteis, e sua gestação é tão curta, que os cientistas podem acompanhar a evolução da vida como que num filme em ritmo acelerado. Numa temperatura amena, entre 22 e 25 graus, as moscas se reproduzem em apenas duas semanas. No fim da vida, uma fêmea de drosófila terá gerado uma prole com algo em torno de 1.000 pequenos insetos. Isso significa que, num único ano, os biólogos podem analisar 25 gerações. Mesmo entre os prolíferos camundongos, a fêmea pode levar cerca de um mês para dar à luz uma ninhada de dez a quinze filhotes. Com os macacos, a comparação é mais distante ainda: nasce apenas um bebê após uma gestação que pode chegar aos seis meses.

Hoje, sabe-se que mais de 70% dos grupos de genes que podem desencadear distúrbios no homem têm equivalentes no código genético do mosquito – o que faz com que biólogos e farmacêuticos venham recrutando as mosquinhas para a pesquisa de males como o de Parkinson e o de Alzheimer. Por isso já há cientistas que se apresentam como drosofilistas, e por isso também existem "fazendas" dedicadas a abastecer os laboratórios com linhagens especiais – por exemplo, de mutantes – dessas minúsculas cobaias.

Atividades: 

A ligação entre as ervilhas de Mendel e as espécies de Darwin passa pelas drosófilas? Embora à primeira vista possa parecer estranha, essa abordagem ajuda a entender a Biologia como um saber humano, historicamente construído. Mais ainda, valer-se da História da Ciência para mostrar a construção do fazer humano favorece uma compreensão maior do trabalho dos pesquisadores e dos seus impactos na sociedade, destruindo a imagem dos cientistas como seres superiores e iluminados que têm idéias prontas de um dia para o outro. 

Com base nessas premissas, proponha que seus alunos examinem alguns momentos cruciais da história das pesquisas sobre genética e evolução. 

Como ponto de partida, sugira a retomada das concepções de Mendel, publicadas em 1866 em uma revista científica de pouca expressão. Ele elaborou o seguinte modelo: as características são determinadas por partículas hereditárias, presentes aos pares em cada indivíduo; uma partícula do par teria vindo do "pai" e outra da "mãe". Nos indivíduos puros, as duas partículas do par são idênticas, enquanto os indivíduos da geração F1 - os chamados híbridos - têm partículas diferentes. 

Ainda segundo Mendel, quando os indivíduos produzem seus gametas, as partículas são segregadas (separadas). Se a planta for pura, as partículas serão iguais; se for híbrida, ela terá partículas diferentes, na mesma proporção. 

Conte que existem indícios de que Charles Darwin leu Mendel, mas sem entender o alcance de sua proposta. Por causa disso, o pesquisador britânico deixou escapar elementos que o teriam ajudado a resolver algumas questões que ficaram sem resposta em sua teoria sobre a evolução das espécies pela seleção natural: como ocorriam as variações entre indivíduos de uma mesma espécie. 

Os trabalhos de Mendel só seriam redescobertos em 1900. Nesse intervalo, no entanto, houve diversos estudos que ajudaram na construção da genética. Sugira que a turma investigue alguns desses avanços: 

• 1868 - descoberta a composição química do ácido nucléico, material que compõe o núcleo das células; 

• 1882 - descrita a divisão celular; 

• 1883 - surge a hipótese de que os cromossomos dentro do núcleo são responsáveis pelos fatores hereditários; 

• 1883 - verificada a tese de que os gametas (células reprodutivas) contêm metade do número de cromossomos das células do resto do corpo; 

• 1892 - descrito o mecanismo da meiose, sobre a redução do número de cromossomos pela metade. 

Diga que, no início do século XX, o holandês Hugo de Vries lançou a idéia da evolução por mutação para explicar a existência de tantas variações entre os seres vivos, mesmo que seu conceito de mutação não fosse correto. 

A noção foi aperfeiçoada pelo geneticista inglês Bateson. Juntando as idéias de Mendel com a teoria de De Vries, Bateson passou a defender a tese segundo a qual as variações são sinônimo de evolução. O próprio Bateson cunhou, entre 1902 e 1909, termos importantes usados até hoje em estudos sobre hereditariedade: genética, homozigoto, heterozigoto e genes alelos. Estavam lançadas as raízes para explicar o que Darwin não havia conseguido. 

Em 1903, o geneticista Walter Sutton, trabalhando com gafanhotos, observou que durante a meiose os cromossomos homólogos se segregavam da mesma forma que os fatores mendelianos (genes alelos). Ele foi o primeiro a fornecer evidências conclusivas de que os cromossomos transportam as unidades de herança. 

A teoria cromossômica da herança proposta por Sutton tomou uma forma muito mais sólida com as pesquisas realizadas com a Drosophila melanogaster pelo norte-americano Thomas H. Morgan e por três alunos seus: Alfred A. Sturtevant, Calvin B. Bridges e Herman J. Muller. Os trabalhos desses pesquisadores servem, até hoje, como bases para toda a genética moderna. 

No exame desses avanços genéticos do século XX, sugira que a turma relacione os trabalhos de Sutton com as propostas de Mendel. Pode ser também interessante tentar associar a história do DNA com as mutações de De Vries e a variabilidade de Darwin. 

Pergunte por que os experimentos dolorosos com drosófilas não causam, junto à opinião pública, a indignação provocada pelos experimentos envolvendo macacos e ratos, entre outras cobaias. Com a palavra, os alunos.

Experiência:

Moscas na classe 

Que tal seguir o exemplo dos biólogos e criar um viveiro de moscas-das-frutas? Para isso, devem-se usar uma garrafa transparente de plástico pequena, uma banana, fermento biológico e gelatina transparente em folhas. 

O meio de cultura é preparado com a dissolução das folhas de gelatina num pouco d’água em fogo baixo. Acrescente lentamente a banana amassada à gelatina e deixe cozinhar por alguns minutos. Coloque a mistura dentro da garrafa, espere esfriar e acrescente então cinco gotas do fermento biológico dissolvido em água. A levedura do fermento é o alimento da mosca e cresce sobre a banana. 

Para capturar as moscas, deixe um pedaço de banana envelhecendo. Quando as mosquinhas aparecerem, pegue-as com algum tipo de tecido bem fino (filó, por exemplo) e coloque-as dentro da garrafa, fazendo uma rolha de algodão e gaze para permitir a entrada de ar. 

Acompanhe atentamente o ciclo do inseto, verificando se os dados batem com as informações dadas por VEJA. Use uma lupa, pois podem aparecer diversos mutantes (insetos com asas curtas, curvadas, abdômen para o lado e olhos brancos em forma de barra).

Fonte: Revista Nova Escola e Revista Veja